發布時間:2023-10-05 10:22:45
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇化學工程的特點,期待它們能激發您的靈感。
1我國化工工業的發展
隨著經濟全球化的進一步發展,化工產品的銷售市場在不斷的擴大,我國化工工業在面對壓力的同時也迎來了很多機遇,加快了我國化工工業創新、發展的步伐.
1.1國際貿易對化工工業發展的影響
在改革的不斷深化下,我國的貿易開放政策不斷的趨于成熟.在這樣的大環境下,全球經濟化的局勢給我們帶來了很多的挑戰.首先,全球市場競爭非常激烈,是機遇也是挑戰.在激烈的競爭環境下,我國的化工工業不斷的總結自身不足,整改合并、發展化工工業精加工及深加工,努力提高自己的競爭能力和國際地位.這其中一系列的措施促進了我國化工行業的生產、銷售等方面的成熟和進步.其次,傳統貿易形勢雖已被打破,但各國的貿易政策還需要我們進一步的學習和領悟.近些年來我國化工工業在國際貿易中屢屢受挫.如在反傾銷和反補貼中我們多數處于劣勢.雖然如此,可經濟全球化的發展是勢在必行的,面對全球的大環境我們更要從自身出發.一方面制定和完善相關的政策以適應國際貿易的環境.另一方面不斷的研發和發展化學工程技術,增強我國化工產品的國際競爭能力,改變我國化工工藝相對落后的不利局面,使我們成為全球化工行業的領軍企業,不斷的增強我國化工工業的跨國競爭實力.
1.2環境保護對化工工業的影響
化工工業的發展給人類社會帶來翻天變化的同時,也帶來了嚴重的污染.在化工產品生產過程中排出的廢氣、廢水、廢物等對地球環境造成了嚴重的污染,輕者影響企業周圍的生產、生活.重者影響一個地區人們的生產生活.而且有些污染是長遠的、難以恢復的.隨著人們環保意識的增強,“節能、降耗、減排”就是未來化工工業發展的方向.首先,完善相關政策、法規,實現清潔生產、環保生產.其次,進一步加快整合速度和力度,有效的提高我國化工企業的綜合競爭實力.重視科研投入,積極的研發和完善化學工程技術,促進化工高端產業的發展.第三,尋找可替代資源,減少我國對原材料的進口依賴.改良和發展以煤炭為生產原料的化工工業生產,提高我國企業化工產品的附加值,促進精細化工業的發展.第四,改變我國化工工業“初級產品多,精深加工少”的局面,減少初加工對我國環境的污染,提高企業的生產效益和產品科技含量.
1.3化工工業發展之路
隨著化工工業行業整合的進行和深入,化工企業多而散、規模小的狀況基本上得到了改善.產品的技術含量和附加值也在不斷的提高.但是在化工方面我國企業的自主知識產權及科技成果還是比較少,在一定程度上影響了我國化工行業的發展.為了實現化工產品的高端化,解決我國資源缺乏、化工行業生產浪費嚴重、污染嚴重等問題.就要進一步加強化工行業的集中度,提高其生產效率和排放物利用率,實現能源開發的綜合利用和綠色開發.首先,合理規劃布局,使產業布局更加規模化、合理化.其次,拉長產業鏈,發展化工產品的精加工,促進高端產品的開發,實現初級產品的再加工、深加工.再次,加強化工產業排放物的利用,減少生產對環境的污染,實現排污的統一處理、科學處理.因此,化工工業的一體化、園區化、基地化是最終的發展之路,是化工工業發展的最終形態.
1.4機遇與挑戰中的未來
首先,在耗能上要不斷的提高能源的綜合開發和綜合利用,降低能源損耗,最大化的開發能源的利用價值,提高其產品的附加值.同時注重能源供應區和消耗區的聯系,結合能源產品的消費市場,規劃最佳的化工工業園區的建設基地.其次,化工工業要進一步加大科研投入,增強化工行業的技術水平,提高化工工業產品層次,促進化學工程技術的發展和創新,為能源的高效利用提供更可靠、更有利的支持.再次,大力培養化工工業方面的高層人才,提高化學工程技術的科技成果,使我國的化工工業達到世界領先水平,確保綜合利用和可持續發展的實現.
2化學工程技術的發展
2.1化學合成等技術的發展
化學合成技術的發展有利的促進了化工工業的發展.首先,新的合成方法和催化方法加強了物質改變的的速度和效果,使通過化學方式轉變的物質更符合人們的要求.同時,利用太陽能等合成手段,節約了能源,促進了新能源的開發和利用.其次,一鍋合成法簡化了原有有機合成的復雜程序,使物質的合成更加高效.同時又避免了許多中間物質的產生,減少了化工生產中的污物排放,促進了合成技術的清潔、環保.再次,生物化工合成法的發展,進一步提高了化工產品的技術含量,并為我國化工產業的進一步發展鑒定了基礎.此外,綠色化學技術的發展引領了綠色合成技術的發展,這種合成法極大的降低了化工合成過程的污染,對環境保護起到了積極的作用.此外,化學分離技術的發展提高了化工產品的純度,增加了產品的層次和技術含量,增強了產品的國際競爭力.隨著這些化工工藝的發展,我國的化工工業的強大指日可待.
2.2環保化學工程技術的發展
隨著人們對環境保護意識的增強,化工工業環保技術得到了很大的發展,在追求產品利潤的同時,提高了能源的綜合利用和變廢為寶的實施.首先,新型能源技術的發展為環保化工拓寬了道路.如燃料電池的使用提高了能源使用的潔凈、方便、高效.又如廢物回收技術的發展使很多廢棄的、有污染的物質變為有利用價值的商品.比如垃圾油的深加工技術,可以使廢棄的油脂變為燃料、洗滌用品等.其次,本著綠色、環保的理念,化學工程的技術進入了綠色時代.在化工行業不斷的完善技術、創新開發的過程中,堅持了以人類的健康為基礎的開發、發展理念,實現了化學污染的源頭堵截,確保了化工生產過程的清潔、環保.
2.3化學工程技術設備方面的發展
曾經,技術、化工設備的相對落后,不但阻礙了我國化工工業的發展,還使我國的化工行業在全球經濟危機中遭受重創.因此,我們更深刻的認識到高端技術和先進的化工設備是化工工業發展和強大的保證.在化工設備的發展中,其技術發展方向以綜合利用提高能源開發率為目標.目前我國新型的化工設備已經可以實現一臺設備的不同功能使用,而且使用可選率高,產品質量有保障,且達到了節能、環保的要求.總之,化學工程技術的發展是多方面的、復雜的,在業界許多人的不斷努力下,我國的化工工業保持著不斷發展的狀態,而且我們在化學工程技術上取得了可喜的成果.
3結語
一、工藝流程題的特點和作用
其特點與作用有三:一是試題源于生產實際,以解決化學實際問題作思路進行設問,使問題情境真實,能培養學生理論聯系實際,學以致用的學習觀;二是試題內容豐富,涉及化學基礎知識的方方面面,能考查學生化學雙基知識的掌握情況和應用雙基知識解決化工生產中有關問題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長,閱讀量大,能考查學生的閱讀能力和資料的收集處理能力.
二、解題方法
化學工藝生產主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個方面問題:一是解決將原料轉化為產品的生產原理;二是除去所有雜質并分離提純產品;三是提高產量與產率;四是減少污染,考慮“綠色化學”生產;五是原料的來源既要考慮豐富問題,又要考慮成本問題:六是生產設備簡單,生產工藝簡便可行等工藝生產問題.化學工藝流程題,一般也就圍繞以上六個方面設問求解.要準確、順利解答化學工藝流程題,除了必須要掌握物質的性質和物質之間相互作用的基本知識以及除雜分離提純物質的基本技能外,最關鍵的問題要掌握和具備分析工藝生產流程的方法和能力.為此特提出下列四種解題基本方法,供參考.
1.首尾分析怯
對一些線型流程工藝(從原料到產品為一條龍生產工序)試題,首先對比分析生產流程示意圖中的第一種物質原材料與最后一種物質產品,從對比分析中找出原料與產品之間的關系,弄清生產流程過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜分離提純產品的化工工藝,然后再結合題設的問題,逐一推敲解答.
【例1】 (2008年,廣州高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n].本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁.其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土,化學組成為:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量雜質和水分.已知氧化鋁有多種結構,化學性質也有差異,且一定條件下可相互轉化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸.制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:
根據流程圖回答下列問題:
(1)“煅燒”的目的是 .
(2)配制質量分數15%的鹽酸需要200mL30%的濃鹽酸(密度約為1.15g/cm3)和 g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、 .
(3)“溶解”過程中發生反應的離子方程式為 .
(4)加少量鋁粉的主要作用是 .
(5)“調節溶液pH在4.2~4.5”的過程中,除添加必要的試劑,還需借助的實驗用品是: ;“蒸發濃縮”需保持溫度在90~100℃,控制溫度的實驗方法是.
解析:對比原料與產品可知,該生產的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質,二是將Al2O3利用水解絮凝法轉化為產品.再進一步分析,除鐵用鋁置換后過濾,高嶺土中的Al2O3不溶于酸,必須經煅燒改變結構.該題經這樣分析,題設的所有問題的答案就在分析之中.
參考答案:(1)改變高嶺土的結構,使其能溶于酸 (2)230 量筒
(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(4)除去溶液中的鐵離子; (5)pH計(或精密pH試紙);水浴加熱
簡評:首尾分析法是一種解工藝流程題的常見方法,這種方法的特點是:簡單、直觀,很容易抓住解題的關鍵,用起來方便有效.使用這一方法解題,關鍵在于認真對比分析原材料與產品組成,從中產生的將原料轉化為產品和除去原材料中所包含的雜質的基本原理和所采用的工藝生產措施.當把生產的主線弄清楚了,圍繞生產主線所設計的系列問題,也就迎刃而解.
2.截段分析法
對于用同樣的原材料生產多種(兩種或兩種以上)產品(包括副產品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點.
【例2】 (2007年,廣東高考第21題)以氯化鈉和硫酸鈉為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉,工藝流程如下:
氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示.回答下列問題.
(1)欲制備10.7gNH4Cl,理論上需NaCl g.
(2)實驗室進行蒸發濃縮用到的主要儀器有 、燒杯,玻璃棒、酒精燈等.
(3)“冷卻結晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為 .
(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產品是否純凈的方法及操作是 .
(5)若NH4Cl產品中含有硫酸鈉雜質,進一步提純產品的方法是 .
解析:該生產流程的特點是:用同樣原材料既生產主要產品氯化銨,同時又生產副產品硫酸鈉.因此,為了弄清整個生產流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉化為硫酸鈉的,然后再分析又如何從生產硫酸鈉的母液中生產氯化銨,即將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度.
結合流程示意圖和溶解度曲線圖分析,生產硫酸鈉只能用熱結晶法,生產氯化銨用冷結晶法,因為溫度降到35℃以下,結晶得到的產品為Na2SO4•10H2O.
參考答案:(1)11.7g (2)蒸發皿 (3)35℃(或33~40℃之間任意值) (4)加熱法.取少量氯化銨產品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產品純凈 (5)重結晶.
簡評:用截斷分析法解工藝流程題是一種主流解題方法.因為當前的化工生產,為了降低成本,減少污染,增加效益,大都設計成綜合利用原材料,生產多種產品的工藝生產線.為此這種工藝流程題很多.用截斷分析法解工藝流程題關鍵在于選對屬型和如何截段,截幾段更合理.一般截段以生產的產品為準點.但也不一定,特殊情況也很多,必須具體情況作具體分析.
3.交叉分析法
有些化工生產選用多組原材料,事先合成一種或幾種中間產品,再用這一中間產品與部分其他原材料生產所需的主流產品.以這種工藝生產方式設計的工藝流程題,為了便于分析掌握生產流程的原理,方便解題,最簡單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖畫分成幾條生產流水線,上下交叉分析.
【例3】 某一化工廠的生產流程如下圖:
(1)L、M的名稱分別是_____ 、 .
(2)GH過程中為什么通入過量空氣: .
(3)用電子式表示J: .
(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學方程式:_____ ,要實現該反應,你認為應該如何操作: .
解析:根據流程示意圖分析可知,用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產產品L和J、M.首先必須生產中間產品E,這樣,主要生產流水線至少有兩條(液態空氣-E-M;焦炭-E-L).為了弄清該化工生產的生產工藝,須將這兩條生產流水線交叉綜合分析,最終解答題設的有關問題.
參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉 (2)提高NO的轉化率
(3)
(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl 向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2
簡評:從本題分析得知,構成交叉分析的題型,從提供的工藝流程上看,至少有三個因素(多組原材料、中間產品、多種產品)和兩條或多條生產流水線的化工生產工藝.利用交叉分析法解工藝流程題的關鍵,在于找準中間產品(因為有時會出現多種中間產品)和流水生產的分線,在分析過程中,抓住中間物質的關聯作用,逐一破解.
4.“瞻前顧后”分析法
有些化工生產,為了充分利用原料,變廢為寶,設計的生產流水線除了主要考慮將原料轉化為產品外,同時還要考慮將生產過程的副產品轉化為原料的循環生產工藝.解答這種類型題時宜用“瞻前顧后”分析法.“瞻前顧后”分析法,指分析工藝生產流程時,主要考慮原料轉化為產品的問題(瞻前),同時也要考慮原料的充分利用和再生產問題(顧后).
【例4】 利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下:
依據上述流程,完成下列填空:
(1)天然氣脫硫時的化學方程式是__________.
(2)nmolCH4經一次轉化后產生CO0.9nmol,產生H2 mol(用含n的代數式表示).
(3)K2CO3(aq)和CO2反應在加壓下進行,加壓的理論依據是 .
A.相似相容原理
B.勒夏特列原理
C.酸堿中和原理
(4)分析流程示意圖回答:該合成氨工藝主要原料是 ,輔助原料有 .
(5)請寫出由CH4為基本原料經四次轉化為合成氨的N2、H2的化學反應方程式 .
(6)整個流程有三處循環,一是Fe(OH)3循環,二是K2CO3(aq)循環,請在上述流程圖上標出第三處循環(循環方向和循環物質).
解析:該生產工藝屬于多處循環生產工藝,因此分析工藝流程示意圖時,分析的主線是弄清基本原材料CH4轉化為合成氨的基本原料N2和H2的工藝生產原理.但還要回頭分析循環生產的理由和循環生產的工藝生產段.通過這樣既考慮產品的合成,又考慮原料的充分利用,該題所涉及的問題也就可以解答了.
參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O
(2)2.7n (3)B (4)CH4、H2O、空氣;K2CO3、Fe(OH)3
(5)CH4+H2O=CO+3H2;
2CH4+3O2=2CO+4H2O;
CO+H2O=CO2+H2;
CO2+H2O+K2CO3=2KHCO3
關鍵詞:高等教育;國際化課程;材料科學與工程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)46-0199-02
黨的十明確提出“國際化”是我國建設“中國特色社會主義”事業所面臨的重大戰略任務。目前,國際化課程的設置與優化已成為高等教育國際化的一個重要戰略,也是衡量高校教學水平的重要指標[1]。近年來,為提升辦學水平,優化培養模式,國內各高校紛紛探索國際化課程的建設,取得了豐碩的成果,但也在課程設置、授課組織、學生準備等環節出現一些問題[2]。在總結前期暑期國際化課程建設經驗的基礎上,2015年9月,南京航空航天大學材料科學與技術學院首次面向材料科學與工程專業本科生開設全英文國際化專業課程《金屬科學與工程》,取得了較好的教學效果,獲得了一些經驗。
一、《金屬科學與工程》國際化課程的開設背景及特點
為有效實施高等教育國際化戰略,自2013年起,南京航空航天大學每年聘請國外知名大學的外籍教師,集中在7―8月開設暑期國際化課程。2013年暑期,來校教授國際化課程的外籍教師19人,分別來自7個國家,開設19門國際化課程。2014年暑期,來校授課的外教包括來自13個國家和地區的47位教師,開設48門課程。通過暑期國際化課程的建設,學校在制訂管理辦法、聘請外籍教師、組織學生選課和課程教學、教學質量保障措施等方面形成了一整套實施和管理辦法,積累了辦學經驗。然而,由于暑期天氣炎熱,課程時間緊,學習強度高,教學效果尚有很大提升空間。為此,2015年9月,南京航空航天大學材料學院聘請澳大利亞昆士蘭大學外籍教授為本科三年級的學生單獨開設《金屬科學與工程》專業國際化課程。汲取暑期國際化課程的教學經驗,課程的設置和實施具有以下特點。
1.授課對象選取具有一定專業基礎的本科三年級學生,教學內容有針對性地進行了調整和優化。暑期課程的實施中,國際化課程采取了全英文教學和考核,對授課學生未做區分。一些學生的基礎過于薄弱,影響了授課效果。此次國際化授課,選擇已完成專業基礎課《材料科學基礎》學習的本科三年級學生作為授課對象。同時,在對《材料科學基礎》課程教學效果綜合評估的基礎上,對教學內容進行了調整和優化。例如,針對學習難度較大的“固態相變原理”和“晶體缺陷運動特點”增加了授課學時;對一些難于理解的機制、機理,制作了三維演示動畫。
2.考核形式多樣化,保證公平性,體現挑戰性。為更好地評估學生的學習效果,采取了“Quiz+Assignment+Final Examination”多樣化的考核形式,在保證公平的同時,更注重挖掘學生的學習潛力。授課前,為激發學生的學習興趣,了該課程的參考書目(Additional Readings)和課后作業(Assignment)。Assignment側重材料工程專業實踐問題的分析,鼓勵學生自己閱讀思考,提出自己的解決方案,占總成績的30%。授課過程中,每完成一定章節后,課上隨即開展測驗(Quiz)。Quiz可提升學生的聽課效率,主要注重考查學生對基礎知識的掌握情況,形式主要為單項選擇題,占總成績的20%。授課結束2周后,組織課程的閉卷考試(Final Examination)。Final Examination除涵蓋課程的重點外,一部分試題難度較高,需要學生結合所學,創造性地予以回答,占總成績的50%。該考核形式兼具公平性和挑戰性,保證了課程的通過率,同時,有利于啟迪優秀學生創造性的學習。
3.降低授課強度,教學進程與實驗課程互為輔助,提升教學效果。由于暑期授課時間緊,國際化課程的授課頻率較高,學生反映學習強度高。為保證教學效果,《金屬科學與工程》每周三、周五授課,每次授課2學時,給予學生更多課前準備和課后復習時間,課程總學時增加至32學時。為進一步提升教學效果,將《金屬科學與工程》與《材料試驗》實驗課程的教學進程統籌交叉進行。實踐證明,這一組織模式極大激發了學生的興趣,課程出勤率較暑期國際化課程明顯提高。
二、《金屬科學與工程》國際化課程的建設經驗和啟示
1.注重學生的“主體性”特點,更好地、切實地尊重和理解學生。《金屬科學與工程》教學過程中,外教對學生的尊重和課堂的包容性令人印象深刻。課前除將課件、參考資料和習題等學習資料及時分發給學生外,對于學生的電子郵件,均能夠在24小時內及時予以答復。即使是一些不屬于課程范疇的問題,也能夠中肯回答,并未敷衍。授課中,對于每位應答問題的學生都首先給予感謝,師生互動頻繁,氣氛和諧融洽。面對學生的課后提問,外教能夠不厭其煩,堅持在教室解答完畢。這一系列的舉措使得師生間建立了尊重、理解和信任,極大促進了教學過程。研究表明,學生在教學過程中具有主體地位。學生的主體性是否充分發揮是檢驗教學改革成功與否的關鍵點之一[3]。現在校的本科生大多為90后,個性突出,渴望被理解和尊重。在國際化課程的建設中,我們應更注重發揮學生的主體性特點,更好地、切實地尊重和理解學生,有利于教學效果的提升。
2.國際化課程的建設應結合“國情、校情、學情”,“借鑒”而非“照搬”國外教學方案。前期暑期國際化課程的教學中,部分外教直接照搬本國教學大綱,教學效果并不理想。《金屬科學與工程》國際化課程開課前,我們組織教學經驗豐富的教師,結合專業特點和學生的實際情況,對外教提供的教學方案進行了優化和完善。同時,在課程的組織上采取了較為靈活的方式。將該課程類別訂為專業選修課,學生可自主選擇是否將該課程成績計入其平均學分績點。對一些學習困難的學生,允許中途退選。另外,課程的考核方式注重多樣化。Quiz側重考查學生基礎知識的掌握情況;Assignment側重拓寬學生的專業視野;Final Examination難度較大,側重考查學生靈活應用所學知識解決問題的能力。結果表明,這些措施既消除了部分學生對國際化課程的“恐懼”,減輕了學習壓力,又有利于一些優秀的學生脫穎而出,取得了較好的教學效果。《金屬科學與工程》國際化課程的建設經驗表明,開課前應與外教充分溝通,結合“國情、校情、學情”修訂教學大綱,“借鑒”而非“照搬”國外教學方案。
3.尊重認知規律,在開設專業國際化課程前應首先開設專業基礎課程和專業英語課程。由于選取了具有一定專業基礎的本科三年級學生作為授課對象,《金屬科學與工程》國際化課程的教學效果較暑期國際化課程有了明顯提高。教學過程中,學生普遍反映專業英語詞匯的匱乏是學習的主要障礙。課程成績的統計分析也表明,一些選修過材料專業英語課程的學生成績明顯優于未修過該課程的學生。因此,應當大力推進專業英語課程的建設,建議在培養方案中將專業基礎課程安排在專業國際化課程開設之前,大力推廣專業英語課程建設。
4.提供充分的師資配備,關懷外籍教師。前期暑期國際化課程的建設中,一些外教是首次來中國,語言不通,飲食起居難以適應,影響了教學效果。國外大學開設國際化課程時普遍為教授配備助教。此次開設《金屬科學與工程》全英文國家化課程,學院特別為《金屬科學與工程》國際化課程成立了教學指導小組,并為外教配備了1名助教,2名研究生助手。實踐表明,由于采取了“Quiz+Assignment+Final Examination”多樣化的考核形式,工作量非常大,這些措施是完全必要的。此外,學校為外籍教師提供了公寓,并配備生活秘書1名,生活的保障也使外籍教師能夠潛心教學。
參考文獻:
[1]惠悅,曹順仙.高校國際化課程優化的途徑[J].教育藝術,2013,(10):359-360.
一是化學工程是個動態靜止的工程。二是化學工程更具潛在性風險。三是化學工程對人的影響更直接。四是對化學工程的監控難度較大。用籠統的工程倫理來限定化學工程顯得“帽大頭小”,有必要針對化學工程的學科特點提出相應的倫理規范。化學工程倫理研究的難題在于工程倫理學與化學工程倫理不能完全契合,在于現有的工程倫理理論框架不能完全適用化學工程技術。化學工程倫理應該是就工程所依托的化學技術的特點,針對化學工程主體提出的倫理規范。化學工程的自身特點決定了化學工程倫理不能簡單等同于化學工程師的職業倫理,決定了與化學工程倫理交叉的環境倫理、生態倫理和生命倫理等其他倫理是研究化學工程倫理的重要理論來源。
基于化學工程的特點和倫理困境,化學工程受化學工程主體共同體的影響。即化學工程是化學工程師、工程投資者、政府企業決策部門、工程影響人群等主體共同體作用力合力的結果。化學工程師的職業倫理是化學工程倫理的最主要組成部分。不同的化學工程師與化學工程的投資方雇傭關系不同,面臨的倫理困境不同,在化學工程中承擔的責任不同。
化學工程的倫理規范要高于一般工程
化學工程具有一般工程的特點,同時高危險性高污染性使得化學工程與一般工程的不盡相同,化學工程對環境和人類健康的影響更為迅速和直接,與公眾的生存環境和自身健康息息相關。因此,化學工程的倫理規范要高于一般工程。基于化學工程的以上特點,化學工程倫理規范的構建就尤為重要。
化學工程理論是工程理論的一部分,將科學技術轉化為生產力的化學工程,不僅是一種技術的應用行為,同時也應該被視作一種社會實踐活動。因此,化學工程倫理規范的構建應該技術和社會實踐兩方面來考慮。
二、降低化學原料的威脅
一是化學工程中使用到的原材料,大多數都帶有危險標記,對人們對健康具有一定的威脅。甚至,有些化學原料無色無味,可以使人在不察覺的情況下吸入或接觸到,從而造成對人體的傷害。危險化學原料應該具有醒目的危險標志是十分必要的:二是危險化學品在生產、儲存、使用、經營和運輸過程中都應得到妥善處理。有些危險化學品,可以通過冷藏壓縮,密封保存等技術手段來降低和消除對人體和環境的危害。運用專業的技術降低化學原料的威脅刻不容緩。
三、保證生產過程的規范和安全
在化學材料的生產過程中涉及很多環節,每個環節都可能具有潛在的危害。保證整個生產線都達到科學工藝的要求能夠減少工程事故和對環境的危害。一是通過對相關技術人員的培訓,使其了解生產過程環節的危害,使其在每個生產過程中的操作都符合相應的規范,對于一些故障能夠妥善處理。二是運用技術手段對每個生產環節可能出現的危險進行預防和控制,要有完備科學的三廢處理設備,保證生產過程的規范和安全。
(一)治理和修復化學工程對環境的危害:對化學工程對環境的污染應該做的預防為主,防治結合,綜合治理。但是,有些化學工程對環境的危害,運用目前的技術手段不可避免的。或者,由于種種原因,對環境的污染已經造成,都可以運用相關技術,采取有效措施,對污染后的環境進行治理和修復。
一是必須對環境污染工程進行詳細分析,找出污染源,確定污染物,最終制定相應措施對環境進行治理和修復:二是修復過程中采取的方式方法,應該充分考慮到周邊公共建筑和相關人群的敏感度等因素,建設修復設施不得對場地及周圍環境造成新的破壞。
(二)構建化學工程倫理的制定和實施方法
一是化學工程倫理的制定和實施要比一般工程更加嚴格,確保化學工程的規范和安全;二是對化學工程倫理的監督和執行也要高于一般工程,敢于接受社會各方面的監督,取得公眾對于化學工程的信任。三是化學工程師應保證化學工程科學合理的論證和設計,全力參與、全程跟蹤化學工程活動,同時對化學工程的每個生產環節進行監督,從而降低化學工程風險,保障化學工程合倫理性。四 是工程決策者應該根據針對工程中可能存在的問題和風險進行分析,制定不同的備選方案,選擇合適方案,實現工程最優化。五是政府部門應該在道德約束和倫理規范尚不完善的情況下,對化學工程中的每個參與者進行監督,明確他們的權利義務,監督和管理化學工程的實施。六是公眾是化學工程的最直接利益相關主體,有權監督化學工程的運行和實施,捍衛自身健康和生存環境安全,并對化學工程的負影響,提出正當的倫理訴求.。
化學工程是工程的一個重要分支,化學工程倫理規范應該在原有工程倫理規范的理論框架下,同時結合化學工程理論來構建。通過技術了解危害,規范操作,對可能的危險進行預防和控制;同時,任何一個工程也是一種社會實踐活動,那么就不應該脫離社會而獨立存在,當然也應該受到社會倫理規范的約束。
通過管理,結合國內的具體情況,明確不同角色的權利和義務,同時制定相應的化學工程倫理規范。
關鍵詞:化學工程與工藝 環保 發展趨勢
化學工程與工藝就是對材料進行加工處理,然后進行再次利用實現能量的傳遞,這樣高效環保完成資源的優化配置,優化產品加工生產的過程。化學工程與工藝的發展由來已久,它以化學工程相關理論還有實際的一些運用為指導,利用這一學科知識對各種產品進行研究、開發跟生產。化工工程領域的相關行業非常多,比如石油化工、生物化工、材料化工、冶煉化工等相關行業。化學工程領域相關的行業都是關乎我國經濟發展的重要領域,化工工程還與一些高新科技領域相互影響作用,共同推動著科技的發展,促進社會的進步。目前化學工程領域正向著自動集約化、高效精細化方向發展。總而言之,化工工程涵蓋的專業領域范圍非常廣,因此,加強對化工工程與工藝發展研究時非常有必要的。
一、化學工程學科的發展特點趨勢
1.化學工程與工藝特點
化學工程簡稱化工,是研究以化學為代表的相關工業的,化學工程與工藝這門學科是一門工業特色十分顯著學科,化學工程與工藝的研究范圍廣,是一門應用十分寬泛的專業。如一些食品加工業、印刷業、冶煉業、醫藥生產、材料化工等都是建立在化學工程與化學工藝的基礎之上。化學工程與工藝這門課就是培養學習化學工程與化學工藝方面的理論知識,想要在這一門學科能夠為我國各個行業都做出貢獻,就必須要組織構建一個能夠發展化學工程與工藝學科的研究基地。構建適合專業特點的,有利于人才培養的創新型體系。
2.化學工程與工藝研究對環境保護的意義
化學工程與工藝這門學科是一門工業特色明顯的專業,它覆蓋了原有的各種化學相關的專業。現階段,環保已經是人們普遍追求的一種生活方式跟生活態度。化學工程與化學工藝的相關研究是實現環保節能這一理念的重要實現途徑。對于化學工程跟化學工藝的研究發現,人類在降低污染節約能源的時候可以實現利益的最大化,這樣的前提條件下,人們都愿意進行節能環保方面的嘗試。很多跨國大型企業都針對這種情況成立專門的科研小組,進行相關綠色環保方面的研究。社會的發展離不開科技的發展,科技發展不能以犧牲環境為代價。這就要求綠色環保的概念。科技的發展過程中化學工程與化學工藝的發展一定會占據重要位置。針對這樣的情況,應該積極改變策略加大對化學工程與化學工藝方面的研究。
二、相關新興化學工程與工藝的技術研究
1.綠色化學工程
綠色化學也就是現今的人們所說的環境友好化學,這種化學方面的術語是現如今最為流行的術語。綠色化學就是環保,降低污染,用一些化學方面的技術還有方法來減少對生態環境的影響,降低環境污染對人類健康的影響。運用化學工程與化學工藝減少一些有害的原料還有催化劑等的生產還有使用。從根本上杜絕環境污染的產生,綠色化學的技術就是從源頭來阻止污染的產生,用無毒無害的原料,并且對一些廢棄物進行回收再利用。
2.化學工程與化學工藝的分離工程
分離工程就是使物質從無序向有序轉變的一種非自發的過程,在一些重力、壓力還有一些溫度、電的影響下由外力的作用,這是一個消耗能量的過程,并且這也是化學工程與化學工藝分離工程研究的重要內容之一。現今使用比較多的分離工程方法就是蒸餾法,我國在蒸餾分離方法方面的研究已經有了非常深厚的理論依據跟實踐經驗,但是蒸餾分離方法在速度方面還是要進一步的改善。并且在一些蒸餾設備上也值得改進,蒸餾分離法如果在設備上采用現今新型的材料會取得較好的經濟效益。并且對于提高蒸餾吸收的效率,降低蒸餾分離時間上,可以采用新型的吸收劑,吸收劑對蒸餾時間的長短也有很大的影響,因此,吸收劑的研究開發也是值得關注的。
膜分離技術也是現今比較流行的分離技術,膜分離具有節能、高效、易于清理等一些特點,被許多國家的科學家認為是當下最有發展潛力的分離技術。膜分離就是吸附分離,這種吸附分離的辦法被廣泛運用一些氣體的干燥、廢水等污染物的處理等等。膜分離的研究重點在于新型吸附劑的開發,膜分離的主要問題就是膜的污染還有防治。膜分離的研究必須要實現膜使用的長壽還有高效。
3.Supercritical Fluid,SCF(超臨界流體)
Supercritical Fluid,SCF(超臨界流體)是一種溫度還有壓力都在臨界點之上的無氣體液體的相界面,同時具有液體跟氣體性質的一種流體。這一技術在化工、食品加工還有生物醫藥工程中都有非常廣泛的應用。SCF質量高、工藝要求高。開發附加值高使其有著廣闊的發展前景十分誘人的發展利潤。近幾年來,SCWO(超臨界水氧化法)用于環境治療保護方面的研究比較多,在化學工程與化學工藝方面的研究較少,還處于研究試驗期。
三、結束語
當今世界面臨著資源還有能源的短缺,全球國家都指出社會經濟的發展不能以犧牲環境為代價,并且提出資源的節約還有保護環境的要求,這就需要化學工程與化學工藝的配合共同發展,我國在此基礎上提出了轉變可持續發展經濟的概念,所以,相關的化學工程與化學工藝的行業領域應該要積極配合,對于化學工程與化學工藝的相關技術研究必須要重視其發展的環保性,推動傳統的化學工程與化學工藝成為綠色的工藝。最大限度的減少環境污染,節約資源,積極研究開發新能源,走科技發展與環境友好的道路。
參考文獻:
[1]艾寧,計偉榮,項斌等.化學工程與工藝專業人才培養模式改革的探索與實踐[J].化工高等教育,2009,26(6):28-31,35.